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今回は環境準備編の続きとして、実際にAnalogDiscovery2を計測に使ってみる。
AnalogDiscovery2で電子回路を評価
以下のような、WaveForms 2015のスタート画面からの左の青色の枠で囲った部分から、使用する機能を選択する。一度に複数の機能を選択することもできる。
LEDのI/V特性
Analog Discovey 2のScope(オシロスコープ)機能とWavegen(任意波形ジェネレータ)機能を用いてLEDのI/V特性を計測する。
下の回路図のように回路を組み立てる。
W1はWavegen、1+/-、2+/-はScopeのピンを表しており、Analog Discovery 2に書かれたピンをつなぐ。
以下のように設定を終えるとScope、Wavegen機能ともwindow左上のRunボタンもしくは、各機能のタブにある三角ボタンを押すことで動き、それぞれ図のようなグラフが表示される。
Wavegen Channel 1
- Mode : Simple
- Type : Triangle
- Frequency : 1kHz
- Amplitude : 5V
- Offset : 0V
- Symmetry : 50%
- Phase : 0°
Scope Channel 1
- Offset : 0V
- Range : 1V/div
Scope Channel 2
- Offset : 0V
- Range : 1V/div
- Invisible
Scope Triger
- Mode : Auto
- Source : Channel 1
- Condition : Rising
- Level : 0V
Scope Math 1
- Mode : Custom
- Offset : 0A
- Range : 5mA/div
- C2/100
ScopeのMath機能は右端に書かれたAdd→Channelから追加することができる。Offsetなどの初期の単位がVになっているので、歯車マークを押してUnitの値を変更することで単位を変更する。
またScope MathのC2/100はScope Channel 2を100で割った値という意味で、Rageの下の枠をダブルクリックすることで記入できる。この100はLEDと一緒に用いた抵抗の値を示す。
Scope機能では、Scope機能で読み取った値などからグラフを作ることが可能。ViewからAdd XY を選択するとグラフが表示され、グラフ上部でX軸とY軸を設定する。
今回はX軸にC1、Y軸にM1を設定し、グラフはLEDのI/V特性グラフとなる。
以下の図のように1つのウィンドウで複数の機能の画面を表示することができる。
画面左上のSetting→Options→Instrument windowsからTabsではなくDockingにすると以下の画面のようになる。
トランジスタ特性
次はScopeとWavegen機能を用いてトランジスタの特性をみる。
Wavegen Channel 1
- Mode : Simple
- Type : Triangle
- Frequency : 50Hz
- Amplitude : 2.5V
- Offset : 2.5V
- Symmetry : 50%
- Phase : 270°
Wavegen channel 2
- Mode : Custom
- Frequency : 10Hz
- Amplitude : 1V
- Offset : 1.6V
- Phase : 0°
WavegenのChannel2では、自分で階段状の波形を生成する。
Wavegenの画面からModeをカスタムを選択、Newから上図のようなウィンドウを出しそこでValueの値を上図のように代入し、Normalizeにチェックが入っていることを確認してから、Generateボタンをクリックすると、上図のような階段状のグラフが生成されOKを押す。
Scope Channel 1
- Offset : -2.5V
- Range : 500mV/div
Scope Channel 2
- Offset : -2.5V
- Range : 500mV/div
Scope Triger
- Mode : Auto
- Source : Channel 2
- Condition : Falling
- Level : 4.9V
Scope Time Base
- Position : 40ms
- Base : 10ms/div
Scope Math 1
- Mode : Custom
- Offset : -5div
- Range : 3mA/div
- C1/100
Math1では、Math1の設定画面でOffset as divisionsにチェックを入れることでOffsetの単位をdivにすることが可能となる。
今回もScope機能から、X軸をC2、Y軸をM1にすることでIC(VCE)・IBグラフを作ることができる。
また以下のように回路と設定を少し変えることでIB値の特性グラフを描くことができる。
Scope Math 1
- Mode : Custom
- Offset : -5div
- Range : 20uA/div
- C1/10000
RCローパスフィルタ
続いてはRCローパスフィルタを組み、そのフィルタの特性をみる。
Wavegen Channel 1
- Mode : Simple
- Type : Square
- Frequency : 50Hz
- Amplitude : 2.5V
- Offset : 2.5V
Scope Channel 1
- Offset : -2V
- Range : 1V/div
Scope Channel 2
- Offset : -2V
- Range : 1V/div
上図のようにステップ入力を加えて、ローパスフィルタのステップ応答を見ることができる。回路に入力された黄色のパルスに対して、水色の出力波形が遅れていることがわかる。
正弦波をローパスフィルタに入力してみると、以下のように出力が遅れていることがわかる
入力する正弦波は
Wavegen Channel 1
- Mode : Simple
- Type : Sine
- Frequency : 10Hz
- Amplitude : 2.5V
- Offset : 0V